【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及辐射探测器，尤其涉及一种碳化硅/半导体型石墨烯探测-放大一体化辐射探测器。
技术介绍
1、半导体辐射探测器具有体积小、集成能力高、能量分辨率高、抗辐照能力强等优点，是一种优选的高能粒子探测技术。高能粒子在半导体中所产生的信号都是属于微弱信号，如果环境噪声比较大，就很难区分。如何使产生的信号放大是辐射探测器未来优化的重要方向。
技术实现思路
1、本专利技术为解决上述问题，提供一种碳化硅/半导体型石墨烯探测-放大一体化辐射探测器。
2、本专利技术第一目的在于提供一种碳化硅/半导体型石墨烯探测-放大一体化辐射探测器，包括：由下至上紧密堆叠的底电极、碳化硅衬底、本征碳化硅外延层和半导体型石墨烯外延层，以及位于半导体型石墨烯外延层背向碳化硅衬底一侧表面的源漏电极和顶栅调控层；
3、所述半导体型石墨烯外延层为沟道结构；
4、所述源漏电极和所述顶栅调控层分别位于所述半导体型石墨烯外延层沟道表面的两端和中间区域。
5、优选的，顶栅调控层包括顶栅介电层和设置于顶栅介电层上的顶栅电极；所述顶栅介电层位于所述半导体型石墨烯外延层沟道表面的中间区域。
6、优选的，顶栅介电层和所述顶栅电极是在所述半导体型石墨烯外延层上通过光刻套刻工艺制备的；所述顶栅介电层的材料为二氧化硅、氮化硅、氧化铪、聚偏氟乙烯或氧化锆铪。
7、优选的，源漏电极和所述顶栅电极的材料为金、钛或铝。
8、优选的，半导体型石墨烯外延层通过半导体刻
9、优选的，本征碳化硅外延层的表面为适合所述半导体型石墨烯外延层生长的硅面。
10、优选的，底电极为ti/au或ti/al/ti/au复合金属电极。
11、本专利技术第二目的在于提供一种碳化硅/半导体型石墨烯探测-放大一体化辐射探测器的制备方法，具体包括如下步骤：
12、s1.选择导电的碳化硅衬底，将碳化硅衬底置于生长室中；在碳化硅衬底上通过外延生长技术制备本征碳化硅外延层；
13、s2.在本征碳化硅外延层上通过超慢速热分解法制备半导体型石墨烯外延层；
14、s3.在碳化硅衬底下表面制备底电极；
15、s4.在半导体型石墨烯外延层通过光刻结合等离子刻蚀的方法制备条形沟道结构；
16、s5.在半导体型石墨烯外延层表面通过光刻制备源漏电极；
17、s6.在半导体型石墨烯外延层表面通过光刻套刻工艺制备顶栅介电层和顶栅电极。
18、优选的，步骤s3中通过真空蒸镀法、磁控溅射法或电子束沉积法制备底电极。
19、与现有技术相比，本专利技术能够取得如下有益效果：
20、本专利技术选择半导体型石墨烯材料作为沟道层；本征碳化硅外延层吸收高能射线会产生载流子，起到栅压的作用，辐射产生的载流子会向石墨烯沟道移动，实现石墨烯载流子浓度的调控作用；石墨烯顶栅介电层和顶栅电极形成的顶栅调控层可以将石墨烯初始的费米能级调控至dirac点附近，进而增大碳化硅辐射产生载流子对石墨烯沟道载流子浓度的调控幅度，石墨烯沟道两端源漏电极进行信号搜集；同时可以通过底电极偏压增加辐射产生的电荷向石墨烯沟道移动以提高信号响应。本专利技术提出的碳化硅/半导体型石墨烯辐射探测器件可以将辐射产生的信号作为栅压通过石墨烯的fet结构进行信号放大，实现探测-放大一体化功能。
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1.一种碳化硅/半导体型石墨烯探测-放大一体化辐射探测器，其特征在于，包括：由下至上紧密堆叠的底电极、碳化硅衬底、本征碳化硅外延层和半导体型石墨烯外延层，以及位于半导体型石墨烯外延层背向碳化硅衬底一侧表面的源漏电极和顶栅调控层；
2.根据权利要求1所述的一种碳化硅/半导体型石墨烯探测-放大一体化辐射探测器，其特征在于：所述顶栅调控层包括顶栅介电层和设置于顶栅介电层上的顶栅电极；所述顶栅介电层位于所述半导体型石墨烯外延层沟道表面的中间区域。
3.根据权利要求2所述的一种碳化硅/半导体型石墨烯探测-放大一体化辐射探测器，其特征在于：所述顶栅介电层和所述顶栅电极是在所述半导体型石墨烯外延层上通过光刻套刻工艺制备的；所述顶栅介电层的材料为二氧化硅、氮化硅、氧化铪、聚偏氟乙烯或氧化锆铪。
4.根据权利要求3所述的一种碳化硅/半导体型石墨烯探测-放大一体化辐射探测器，其特征在于：所述源漏电极和所述顶栅电极的材料为金、钛或铝。
5.根据权利要求1所述的一种碳化硅/半导体型石墨烯探测-放大一体化辐射探测器，其特征在于：所述半导体型石墨烯外延层通过半
6.根据权利要求5所述的一种碳化硅/半导体型石墨烯探测-放大一体化辐射探测器，其特征在于：所述本征碳化硅外延层的表面为适合所述半导体型石墨烯外延层生长的硅面。
7.根据权利要求1所述的一种碳化硅/半导体型石墨烯探测-放大一体化辐射探测器，其特征在于：所述底电极为Ti/Au或Ti/Al/Ti/Au复合金属电极。
8.权利要求1-7任意一项所述的一种碳化硅/半导体型石墨烯探测-放大一体化辐射探测器的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的碳化硅/半导体型石墨烯探测-放大一体化辐射探测器的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中通过真空蒸镀法、磁控溅射法或电子束沉积法制备底电极。
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅/半导体型石墨烯探测-放大一体化辐射探测器，其特征在于，包括：由下至上紧密堆叠的底电极、碳化硅衬底、本征碳化硅外延层和半导体型石墨烯外延层，以及位于半导体型石墨烯外延层背向碳化硅衬底一侧表面的源漏电极和顶栅调控层；
2.根据权利要求1所述的一种碳化硅/半导体型石墨烯探测-放大一体化辐射探测器，其特征在于：所述顶栅调控层包括顶栅介电层和设置于顶栅介电层上的顶栅电极；所述顶栅介电层位于所述半导体型石墨烯外延层沟道表面的中间区域。
3.根据权利要求2所述的一种碳化硅/半导体型石墨烯探测-放大一体化辐射探测器，其特征在于：所述顶栅介电层和所述顶栅电极是在所述半导体型石墨烯外延层上通过光刻套刻工艺制备的；所述顶栅介电层的材料为二氧化硅、氮化硅、氧化铪、聚偏氟乙烯或氧化锆铪。
4.根据权利要求3所述的一种碳化硅/半导体型石墨烯探测-放大一体化辐射探测器，其特征在于：所述源漏电极和所述顶栅电极...
【专利技术属性】
技术研发人员：黎大兵，贾玉萍，孙晓娟，蒋科，贲建伟，臧行，陈洋，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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